Устройство для защиты распределительных сетей от замыкания на землю Советский патент 1985 года по МПК H02H3/16 H02H7/22 

. 1

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью обеспечения защиты в сети с бронированными кабельными фидерами, в него дополнительно введены третья и четвертая вьгоодные шикы, третье и четвертое реле тока, контакты которых введены в цепь питания исполнительного органа, и дополнительный второй внутренний крнтур заземления, при этом к первому концу отрезка шины, усиленного по сечению, черёЭ третью вьшодную шину и третье реле тока

38875

подключен первьгй вьшод дополнительного второго внутреннего контура заземления, второй вывод которого через четвертое реле тока и четвертую выводную шину подсоединен к второму концу отрезка шины, усиленного по сечению, который расположен в Месте соприкосновения бронированных кабельных фидеров с грунтом, причем перемычки заземления бронированных кабельных фидеров подключены к дополнительному второму внутреннемуКОНТУРУ заземления.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ ОТ ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ,, содержащее наружный контур заземления, внутренний контур заземления, первую и вторую выводные шины, первое и второе реле, тока, контакты которых введены в цепь питания исполнительного органа, при этом внутренний контур заземления соединен через первое и второе реле тока и выводные шины с внешним контуром заземления, отличающееся тем, что, с целью повьшения селективности и чувствительности устройства, внутренний контур заземления выполнен разомкнутым, при этом во внешний зазенления последовательно подключен отрезок шины, усиленньм по сечению, к первому концу которого через первую выводную ши«у и первое реле тока подключен первый вьюод внутреннего контура заземления, второй вывод косл торого через второе реле тока и вторую вьшодную шину подключен к второму концу отрезка шины, усиленного по сечению. §

I

Изобретение относится к электротехнике, в частности к области электрифицированного железнодорожного . транспорта, и может быть использовано в различных электроустановках, расположенных в з6нах протекания блуждающи токов различного происхождения.

Известно устройство для защиты электроустановок с оперативным источником постоянного тока для вторичных цепей, содержащее внутренний и на-, ружный заземляющие контуры и установлены в рассечках соединений между указанными контурами реле тока, связанные с исполнительными органами ll j.

Недостатками этого устройства являются низкая чувствительность к то;кам повреждений защищаемых электро-. установок и неселективность, приводящая К ложным отключениям электроустановок при протекании по контурам их заземления блуждающих постояйных и переменных токов.

Наиболее близким по технической сущности к изобретеник является устройство для защиты от замыканий ча землю в распределительных сетях постоянного тока, содержащее оперативный источник постоянного тока для вторичных цепей предохранители, внутренний и наружньй,заземляющие контуры и подключенные в рассечках .между указанными контурами поляризованные реле тока, связанные с исполнительными opraHaiflH 1:23.

Недостатками известного устройства являются, .пониженная надежность чувствительной ступени защиты из-за последовательного включения контактов поляризованных реле тока, неселективность ее по отношению к блуждающим токам из-за малого входного сопротивления внутреннего контура заземления, а также соединений, шунтируюгцих реле тока в электроустановках с кабельными вьшодами высоковольтных фидеров.

Цель изобретения - повьшение селективности и чувствительности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для защиты распределительных сетей от замыкания на землю, содержащее наружный контур заземления, внутренний контур заземления, первую и вторую выводные шины, первое и второе реле тока, контакты которых введены в цепь питания исполнительного органа, при этом внутренний контур заземления со.ёдинен через первое и второе реле тока и выводные шины с внешним контуром заземления, внутренний контур заземления выполнен разомкнутым, при этом во внешний контур заземления последовательно подключается отрезок шины усиленный по сечению, к перйому концу которого через первую выводную шину и первое реле тока подключен первый вывод внутреннего контура заземления, второй вьгеод которого че рез второе реле тока и вторую выводную шину подсоединен к второму концу отрезка шины, усиленного по сечению. 3 При этом с целью обеспечения защиты в электроустановках с бронированными кабельными фидерами, допол нительно введены третья и четвертая выводные шины, третье и четвертое реле тока,- контакты которых введены в цепь питания исполнительного органа, и дополнительный второй внутренний контур заземления, при этом к первому концу отрезка шины, усиленного по сечению, через третью выводную пшну и третье реле тока подключен первый вывод дополнительного второго внутреннего контура заземления, второй вывод которого через четвертое реле тока и четвертую выводную шину подсоединен к второму концу отрезка шины, усиленного по .сечению, который расположен в месте соприкосновения бронированных кабель ных фидеров с грунтом, .причем перемычки заземления бронированных ка--бельных фвдеров подключаются к допол ;нительному второму внутреннему контуру заземления. На фиг. 1 и 2 приведены принципиальные схемы устройства для электроустановок с воздушными|и кабельными вьгеодами высоковольтных питающих фидеров соответственно. Для установок с воздушными фиде;рами (фиг. 1) устройство содержит наружный контур 1- заземления, первьш внутренний контур 2 заземления, первую 3 и вторую 4 выводные шины, отрезок шины 5, усиленный по сечению первое 6 и второе 7 реле тока, испол нительный орган 8 с источником питания, электроустановку 9, электрооборудование 10 и высоковольтные распре делительные шины 11 с воздушными фидерами (не пока,заны). На кратчайшем по периметру участке между местами установки первого - 6 и второго 7 реле тока внутренний контур- .2 заземленрш содержит разрыв. TuKHwt образом, на участке между местами установки реле 6 и 7 тока внутренний контур 2 заземления выполнен в виде протяженного разомкнутого многоугольника, длина которого по периметру во много раз превышает ограниченную длину отрезка шины 5, усиленного по сечению. Для установок с кабельными фидерами (фиг. 2) устройство дополнительно содержит бронированные силовые кабели 12, дополнительный второй 754 внутренний контур 13 заземления, перемычки 14 заземления бронированных кабельных фидеров на дополнительный внутренний контур заземления, третью 15 и четвертую 16 выводные шины, третье 17 и четвертое 18 реле тока, выходные контакты которых также подключены к исполнительному органу. Выводными шинами 15 и 16 с реле тока 17 и 18 в их рассечках концы дополнительного внутреннего контура 13 присоединены к отрезку шины 5 наружного контура заземления в точках А и В совместно с выводньми шинами 3 и 4. На участке между местами установки реле 17 и 18 тока внутренний контур.13 заземления выполнен в виде разомкнутого многоугольника, длина которого по периметру во много раз превьшает ограниченную длину отрезка шины 5 между точками подключения к контуру заземления. Устройство по первому варианту работает следующим образом. При перекрытии изоляции, например, высоковольтных распределительных .шин 11 или другого заземленного на внутренний контур 2 заземления электрооборудования 10 i|,,. протекая через первое 6 и второе 7 реле, вызывает их срабатьшание и правильное OTKJBOчение электроустановки по цепям исполнительного органа 8. НесеЛективное срабатывание устройства и ложное отключение электроустановки вызывает составляющая ij блуждающего тока i при условии, что i превьш1ает ток уставки i,- первого 6 или второго 7 реле по -величине. Величипотенциалов «aU V -/g между точками подключения внутреннего контура 2 заземления к нар- -жному контуру 1 и отношением сопротивления R отрезка шины 5 длиной t к входному сопротивлению R внутреннего контура заземления длиной 1. Чем, меньше разность потенциалов dU Чд - и отношение сопротивлегНИИ R; к. R, тем меньше составляющая тока i 2 и вероятность ложного отключения электроустановки. Качество защищенности внутреннего контура заземления от помех оценивают коэффициентом растекания блужданицего. - |2 тока К Задавшись ожидаемой величиной блуждающего тока i, коэффициентом

надежности Кц и желаемой чувствительностью защиты, т.е. током уставки реле 6 и 7 i i , определяют требуемый коэффициент растекания блуждающего тока Kg. Далее по коэффициенту К- и известному значению входного сопротивления Rg внутрен.него контура заземления, которое регламентировано длиной 1, сечением S и материалом его шин, определяют R, а по нему длину S., и сечение S. отрезка шины 5 наружного контура заземления, к которому надлежит подключить выводные шины внутреннего контура заземления. В условиях существующих электроустановок уменьшив практически до 2-3 м длину отрезка шины 5 и увеличив его сечение в 2-3 раза по отношению к сечению шин внутреннего контура заземления, создав разрыв на кратчайшем по периметру участке внутреннего контура заземления между местами установки реле тока, а -в отдельных случаях увеличив длину l внутреннего контура за счет выводов 3 и 4, ограничивают ток ij до величин, недостаточных для неселективного срабатывания реле 6 и 7.

Устройство по второму варианту работает следующим образом.

При перекрытии изоляции оборудования, заземленного на внутренний контур 2, ток 1ц. вызывает правильное отключение электроустановки как и в первом варианте. При пробое изоляции бронированных кабелей 12 ток вызывает срабатывание третьего 17 или четвертого 18 реле тока, что приводит к правильному отключению электроустановки по цепям исполнительного органа 8.

Неселективное срабатывание устройства и ложное, отключение электроустановки вызывают составляющие 12И ij блуждающего тока при условии, что i.

превышает ток уставки i первого или второго реле 6 и 7 тока, а ij - ток уставки 1у2 третьего 17 или четвертого 18 реле тока. Величина тока i , i определяетс;.я разностью потенциалов

4 и д % точками подключения первого 2 и дополнительного 13 внутренних контуров заземления к наружному контуру 1 и отношением сопротивления R. отрезка шины 5 ограниченной длиной I к входному сопротивлению R внутреннего контура 2 длиной I, и к входному сопротивлению R,

, „ - п

внутреннего контура 13 длиной М, Уменьшением до 2-3 м длины 1. отрезка шины 5 и увеличением его сечения по отношению к сечению шин внутренних контуров 2 и 13 заземления, созданием разрьша на кратчайшем по периметру участке внутренних контуров заземления между местами установки реле тока, а в отдельных случаях и увеличением длины I- и 1 внутренних контуров за счет выводящих шин 3, 4 и 15, 16 ограничивают токи ij и i- до величин, недостаточных для неселективного срабатывания реле 6, 7 и 17, 18 тока. По этим же причинам токи 1дсИ icg циркулирующие по контуру 13 и оболочкам кабелей 12 за счет разности потенциалов Чд - fc и Чс Чв также недостаточны для того, чтобы вызвать.неселективные срабатывания реле 6, 7 и 17, 18 тока. Одновременно с повьш1ен ем селективности появляется возможность повысить чувствительность устройства в 2050 раз.

Экономическая эфЛективность использования изобретения складывается из экономии затрат на незапланированные перебои питания потребителей и повторные включения электроустановок в работу после их ложных отключений, а также затрат на восстановление термических повреждений аппаратуры.

Фиг. г